Биологтар «транскрипция» терминін тұқым қуалайтын ақпаратты жүзеге асырудың ерекше кезеңі деп атайды, оның мәні генді оқуға және оған комплементарлы РНҚ молекуласын құруға келіп тіреледі. Бұл көптеген ферменттер мен биологиялық медиаторлардың жұмысын қамтитын ферментативті процесс. Сонымен бірге гендердің репликациясын тудыратын биокатализаторлар мен механизмдердің көпшілігі ғылымға белгісіз. Осыған байланысты молекулярлық деңгейде транскрипцияның (биологияда) не екенін егжей-тегжейлі қарастыру керек.
Генетикалық ақпаратты жүзеге асыру
Транскрипция туралы, сондай-ақ тұқым қуалайтын ақпаратты беру туралы қазіргі ғылым жақсы белгілі емес. Мәліметтердің көпшілігі геннің экспрессия механизмін түсінуге мүмкіндік беретін ақуыз биосинтезіндегі қадамдар тізбегі ретінде ұсынылуы мүмкін. Протеин синтезі тұқым қуалайтын ақпаратты жүзеге асырудың мысалы болып табылады, өйткені ген оның бастапқы құрылымын кодтайды. Әрбір ақуыз молекуласы үшін ол құрылымдық ақуыз, фермент немесемедиатор, гендерде тіркелген біріншілік аминқышқылдарының тізбегі бар.
Бұл ақуызды қайта синтездеу қажет болған кезде ДНҚ-ны «орау» және қажетті геннің кодын оқу процесі басталады, содан кейін транскрипция жүреді. Биологияда мұндай процестің схемасы шартты түрде анықталған үш кезеңнен тұрады: инициация, созылу, аяқталу. Бірақ эксперимент кезінде оларды бақылау үшін нақты жағдай жасау әлі мүмкін емес. Бұл генді РНҚ шаблонына көшіру процесіне ферменттік жүйелердің қатысуын жақсырақ түсінуге мүмкіндік беретін өте теориялық есептеулер. Негізінде, транскрипция ДНҚ-ның 3'-5'-жібінің деспирализациясы негізіндегі РНҚ синтезінің процесі болып табылады.
Транскрипция механизмі
Транскрипцияның не екенін (биологияда) хабаршы РНҚ синтезінің мысалы арқылы түсінуге болады. Ол геннің «шығаруынан» және ДНҚ молекуласының құрылымын теңестіруден басталады. Ядрода тұқым қуалайтын ақпарат конденсацияланған хроматинде орналасады, ал белсенді емес гендер гетерохроматинге жинақы түрде «оралған». Оның деспирализациясы қажетті генді шығаруға және оқуға қолжетімді етуге мүмкіндік береді. Содан кейін арнайы фермент қос тізбекті ДНҚ-ны екі тізбекке бөледі, содан кейін 3'-5'-тізбекті код оқылады.
Осы сәттен бастап транскрипция кезеңінің өзі басталады. ДНҚ-тәуелді РНҚ-полимераза ферменті РНҚ-ның бастапқы бөлімін құрастырады, оған бірінші нуклеотид қосылған, комплементарлы.3'-5'-ДНҚ шаблон аймағының тізбегі. Әрі қарай, бірнеше сағатқа созылатын РНҚ тізбегі түзіледі.
Биологиядағы транскрипцияның маңызы тек РНҚ синтезінің басталуына ғана емес, сонымен бірге оның аяқталуына да беріледі. Геннің аяқталатын аймағына жету оқуды тоқтатуды бастайды және ДНҚ молекуласынан ДНҚ-тәуелді РНҚ-полимеразаны ажыратуға бағытталған ферментативті процестің басталуына әкеледі. ДНҚ-ның бөлінген бөлімі толығымен «айқас байланысқан». Сондай-ақ, транскрипция кезінде нуклеотидтерді қосудың дұрыстығын «тексеретін» ферменттік жүйелер жұмыс істейді және синтезде қателіктер орын алса, қажет емес бөлімдерді «қиып тастайды». Бұл процестерді түсіну биологиядағы транскрипция деген не және ол қалай реттеледі деген сұраққа жауап беруге мүмкіндік береді.
кері транскрипция
Транскрипция – генетикалық ақпаратты бір тасымалдаушыдан екіншісіне, мысалы, ДНҚ-дан РНҚ-ға тасымалдаудың негізгі әмбебап механизмі, өйткені ол эукариоттық жасушаларда болады. Бірақ кейбір вирустарда гендердің тасымалдану реті кері болуы мүмкін, яғни код РНҚ-дан бір тізбекті ДНҚ-ға оқылады. Бұл процесс кері транскрипция деп аталады және адамның АИТВ вирусын жұқтыру мысалын қарастырған жөн.
Кері транскрипция схемасы жасушаға вирусты енгізуге және кері транскриптаза (ревертаза) ферментінің көмегімен оның РНҚ негізінде ДНҚ-ны кейіннен синтездеуге ұқсайды. Бұл биокатализатор бастапқыда вирустық денеде болады және ол адам жасушасына енген кезде белсендіріледі. Ол мүмкіндік бередіадам жасушаларында кездесетін нуклеотидтерден алынған генетикалық ақпаратпен ДНҚ молекуласын синтездейді. Кері транскрипцияның сәтті аяқталуының нәтижесі интеграза ферменті арқылы жасушаның ДНҚ-сына енгізілетін және оны өзгертетін ДНҚ молекуласының өндірілуі болып табылады.
Гендік инженериядағы транскрипцияның маңызы
Маңыздысы, биологиядағы кері транскрипцияның бұл түрі үш маңызды қорытындыға әкеледі. Біріншіден, филогенетикалық тұрғыдан вирустар бір жасушалы тіршілік формаларынан әлдеқайда жоғары болуы керек. Екіншіден, бұл тұрақты бір тізбекті ДНҚ молекуласының болуы мүмкіндігінің дәлелі. Бұрын ДНҚ ұзақ уақыт бойы тек қос тізбекті құрылым түрінде өмір сүре алады деген пікір болған.
Үшіншіден, вирус жұқтырған организмнің жасушаларының ДНҚ-сына қосылу үшін оның гендері туралы ақпараттың болуы қажет емес болғандықтан, кез келген ағзаның генетикалық кодына кез келген организмнің генетикалық кодына кері жолмен ерікті гендерді енгізуге болатынын дәлелдеуге болады. транскрипция. Соңғы тұжырым бактериялардың геномына белгілі бір гендерді енгізу үшін вирустарды гендік инженерия құралы ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.
